[发明专利]一种CBTC无线信号仿真设备、仿真系统及其仿真方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线信号仿真系统及仿真方法，尤指一种CBTC无线信号仿真系统及仿真方法。

背景技术

随着轨道交通技术、通信技术的发展，CBTC(Communication Based Train Control,基于通信的列车控制)孕育而生。CBTC与传统轨道交通技术差异之一就是列车和地面之间数据通信的方式不同。传统轨道交通系统中列车与地面的通信通常采用轨道电路，即通过铁轨与车轮传输信号；而CBTC系统中列车与地面的通信采用现在移动通信技术中的802.11，使用无线网络通信设备(例如AP，Access Point，接入点)进行列车与地面的数据通信。将这些无线网络通信设备按照指定间隔布置在线路上，同时将能够与之通信的无线网络设备安装在列车上，这样就能够实现列车与地面间的通信了。如下图1。

无线信号容易受到干扰，并且其传输性能受环境影响较大，相同的设备在不同环境中其无线信号的覆盖特性不同，会导致性能差异。特别是在CBTC系统中，城市轨道交通线路的多样性，隧道形状、长度、弯曲半径、跨度等参数导致了无线信号覆盖模型更加难以确认。因此网络设备安装完毕后，需要大量的试验、分析、调整等工作。

现行的无线信号覆盖确认方法为：第一步，静态试验，在真实隧道中某一个位置部署AP，使用模拟设备在其附近（前后300米范围内）每隔一定距离（例如3米），进行信号场强的覆盖试验，记录下每一个采集点所接收到的信号场强值、信噪比值，每个采集点应测试1分钟，取平均值，最终根据场强的分布初步确定相邻AP的布置点位置；第二步，动车（列车在实际线路上运行）验证静态试验数据。

无论是哪种方式，试验人员都是为了监测无线信号状态，监测车载网络设备是否能够正常、正确地进行越区切换，监测无线链路的可用性。捕获状态后对数据进行分析，根据结果调整无线网络参数，再次进行试验，直至整个网络长期稳定的满足CBTC系统对无线通信网络的要求。

由于轨道交通行业的特殊性、整体工程项目进度要求及计划，想要使用现场实际环境进行CBTC无线信号试验工作，需要经过申请、协调。并且最终申请下来的使用时间是分散的，需要和其他专业穿插着使用。这对试验工作的计划、安排、效果都会有影响。由于线路较长、又是在室外工作，因此需要投入大量人力物力。在静态试验中由于要验证单个AP的场强覆盖，不存在相邻AP产生的无线信号的干扰，因此无法检查同频信号对传输性能的影响。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种模拟轨道交通线路上CBTC系统无线信号的仿真设备；本发明的另一目的在于提供一种包括上述仿真设备的仿真系统；本发明的再一目的在于提供一种上述仿真系统的仿真方法。

为实现上述目的，本发明的CBTC无线信号仿真设备，包括AP、第一控制器和可编程无线信号衰减器，所述第一控制器和AP通过网络连通，AP用于根据实际的CBTC无线信号数据仿真每个信号源的无线信号；第一控制器用于将实际的CBTC无线信号数据中的业务数据通过网络发送给AP，同时根据实际的CBTC无线信号数据中的信号参数控制可编程无线信号衰减器对AP的仿真无线信号进行衰减；可编程无线信号衰减器用于根据第一控制器的控制对AP发来的仿真无线信号进行衰减。

进一步，所述实际的CBTC无线信号数据包括噪声信号、有用的CBTC信号和同频干扰信号。

进一步，所述实际的CBTC无线信号数据中的有用的CBTC信号、同频干扰信号包括以下参数：信号源的设备名称、信号所在信道；所述实际的CBTC无线信号数据中的噪声信号、有用的CBTC信号和同频干扰信号包括信号场强与位置的关系函数参数。

进一步，所述CBTC无线信号仿真设备包括多个AP，一个AP仿真一个信号源的无线信号。

本发明的CBTC无线信号仿真系统，包括所述CBTC无线信号仿真设备和CBTC无线信号采集设备，所述CBTC无线信号采集设备包括无线网络设备和第二控制器，所述无线网络设备用于与实际轨道交通线路上的AP建立网络连接、完成越区切换；所述第二控制器用于通过无线网络设备采集实际轨道交通线路上各种典型线路真实无线信号的综合分布情况，记录采集的CBTC无线信号数据；所述真实的CBTC无线信号数据为第二控制器采集的CBTC无线信号数据。

进一步，所述实际轨道交通线路上各种典型线路包括隧道弯道、隧道岔区和站台区域。

本发明的CBTC无线信号仿真方法，包括如下步骤：

1)采集实际轨道交通线路上无线信号典型参数；